增温条件下施硅对稻田CH_4厌氧氧化过程的影响

谢晴, 薛梦琪, 周聪, 张耀鸿, 娄运生, 高霄鹏, 贾仲君

农业环境科学学报. 2023, 42(02): 472-480

农业环境科学学报 ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (02) : 472-480.

增温条件下施硅对稻田CH_4厌氧氧化过程的影响

  • 谢晴, 薛梦琪, 周聪, 张耀鸿, 娄运生, 高霄鹏, 贾仲君
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摘要

硅是水稻生长的有益元素,为研究施硅对稻田CH_4厌氧氧化过程的影响以及是否会改变夜间增温对该过程的影响效应,本试验设置夜间常温不施硅(CK)、夜间增温不施硅(NW)、夜间常温施硅(Si)和夜间增温施硅(NW+Si)4个处理。采集上述田间处理4 a后的耕层土壤,采用~(13)CH_4同位素标记法研究稻田土壤CH_4厌氧氧化速率和固碳特征及其对氮输入的响应。结果表明:NW处理的CH_4厌氧氧化速率为6.23 nmol·g~(-1)·d~(-1)(以~(13)CO_2计),显著低于CK处理;与NW处理相比,NW+Si处理的CH_4厌氧氧化速率提高了22%。NW处理土壤中CH_4氧化驱动的~(13)C有机碳净增量(~(13)C-SOC)为0.31μmol·g~(-1),与NW+Si无明显差异,这表明增温条件下施硅对稻田土壤CH_4厌氧氧化的固碳量无明显影响。添加N条件下4个稻田土壤的CH_4厌氧氧化速率总体上明显减小,其中以Si处理土壤最为突出,下降29%~50%。相反,N添加提高了CH_4厌氧氧化的固碳效率[~(13)C-SOC/(~(13)C-SOC+~(13)CO_2)]。研究表明,施硅可缓解夜间增温对稻田CH_4氧化速率的抑制作用,但对其固碳量无明显影响;外源N可提高增温/施硅稻田土壤CH_4厌氧氧化的固碳效率,有利于将较高比例的~(13)C-CH_4碳源固定到土壤有机碳中。

关键词

甲烷 / 厌氧氧化 / 夜间增温 / 施硅 / 固碳效率 / 稻田 / 土壤

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谢晴, 薛梦琪, 周聪, 张耀鸿, 娄运生, 高霄鹏, 贾仲君. 增温条件下施硅对稻田CH_4厌氧氧化过程的影响. 农业环境科学学报. 2023, 42(02): 472-480

基金

国家自然科学基金项目(42175138,91751204,41875177); 江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX22_1222)

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